PRÓBAPANELEK

Nyomtatott áramköri lapok készítése próbapanelen
Az egyszerűtől a bonyolultig, vagy mégsem?

Az elektronikát kedvelők, a kapcsolási rajzok és ötletek gyakorlati megvalósítását - az építést szeretők előbb-utóbb szembesülnek a nyomtatott áramköri lapok készítésének szükségességével. A NYÁK-készítés fortélyairól már sok szó esett a Rádiótechnika és annak idején a HE számaiban is. Ezzel a cikkel azoknak szeretnénk némi segítséget nyújtani, akik a NYÁK-gyártással NEM, de azok használatával igenis szeretnének foglalkozni.

A bevezetőből kiderül, hogy NEM a NYÁK-készítésnek egy újabb fortélyát szeretném közreadni, hanem annak használatával kapcsolatos - számomra az eddigi legjobban bevált - módszert ismertetni.

A nyomtatott áramköri lapok gyártásával kapcsolatos - a jelen cikkben hivatkozott - valamennyi módszert kipróbáltam, az azokról alkotott vélemény szigorúan a sajátom, valószínűleg nem minden esetben egyezik meg az olvasók véleményével. A különböző módszerek különféle anyagokat és nem utolsó sorban kézügyességet kívánnak, tehát teljes mértékben elképzelhetőnek tartom, hogy az ügyesebbek és türelmesebbek bizonyos módszerek esetében nagyobb sikerrel jártak, mint én.

A nyomtatott áramköri lapok készítése során - mivel a célom soha nem az üzlet, hanem a hobbi és szórakozás volt - mindig egyedi (egy-egy darab) NYÁK-okat készítettem, ezért folyamatosan kerestem azt a módszert, amellyel a legegyszerűbben juthatok el egy működő áramkörhöz.

Az amatőr szintű NYÁK-készítés módszereit két kategóriára osztanám fel, ezek a mechanikai, illetve a vegyi eljárások. A mechanikai eljárások közé tartoznak a következők:

• vékony éles késsel felvágjuk a rézfóliát a megfelelő helyeken, majd lehúzzuk a hordozó lapról. Ezzel a módszerrel nem sokat bajlódtam, mivel nekem soha nem sikerült, különösen a jobb minőségű üvegszálas panelek esetében, amikor is ember legyen a talpán, aki a fóliát arról lefejti. Arról nem beszélve, hogy még a közepesen bonyolult áramköröket sem lehet ilyen módon elkészíteni;
• a következő módszer a tűreszelő, amivel kikaparjuk, kireszeljük a szükségtelen fóliarészeket. Megfelelő kézügyességgel ez már használhatóbb megoldás, de én például a talpamtól a fejem búbjáig reszelékes lettem, mire egy egyszerűbb panelt kikínlódtam, és az akció után egy napig nem tudtam az ujjaimat, kezemet használni a megerőltetéstől;
• felüdülést jelentett, amikor vettem egy gravírozó készletet, és az abban lévő fejek segítségével könyörögtem le a fóliát a lapról, aminek megvolt az az előnye, hogy a kezem nem fáradt el annyira, de a reszelék - ha lehet - még több volt, úgyhogy utána jöhetett a takarítás;
• következett egy "korszerű" módszer, amikor csigafúróból marót köszörültem, amivel fúrógépbe fogva kör alakú szigeteket lehetett kialakítani a lapon. Ez sem volt jó, mert a "marónak" nem volt megvezetése, ezért ugrált a lapon, így csak ritkán sikerült szabályos kör-szigetet készíteni. Ebből egyenes úton adódott a következő célszerszám, a központosító tüskével rendelkező maró, amelyhez HG8YAA, Imi barátom jóvoltából jutottam hozzá (1. ábra). Ezzel már szebb dolgokat lehetett csinálni, és ez a módszer már esetleg lehetne mechanikai alternatívája (bár kétségtelenül kevésbé helytakarékos) annak a próbapanelnek, amelyre a cikk végén ki szeretnék lyukadni (2. ábra).

A következő kategória a vegyi eljárás, amely már egy komolyabb dolog és igen bonyolult áramköri lapok készítésére is alkalmas. Ezeket röviden a következőkben foglalnám össze:

• a legegyszerűbb a maratásálló (alkoholos) filctoll használata, amellyel kézzel megrajzoljuk a mintázatot majd kimaratjuk a lapot. Egyszerűbb NYÁK-ok készítésénél használható módszer;
• profibb megoldásnak tűnt annak idején az Alfaset-es módszer, amelynek során speciális fóliáról (3. ábra) lehetett a különböző áramköri elemeket (egyes forrpontok, tranzisztor-, illetve IC-láb minták, csíkok, stb.) golyóstollal rásatírozni közvetlenül a NYÁK-ra, majd kimaratni a lapot. A kész áramköri lapot nagyon alaposan le kellett ellenőrizni, mert a satírozás nem mindig sikerült tökéletesen, így hibás lett a lap;
• a lézernyomtatók megjelenésével következhetett a vasalós eljárás, amelynek során ún. műnyomó vagy tojáspapírra nyomtattuk a számítógépen elkészített mintázatot (annak tükörképét), majd forró vasalóval rávasaltuk a NYÁK-ra, a papírt leáztattuk, majd jöhetett a maratás. Nekem mindig problémát jelentett az áztatás, a papír soha nem akart leázni, mindig fogpiszkálóval kellett azt lekapirgálni a NYÁK-ról. Időigényes és pepecselős módszernek tűnt, legalábbis számomra;
• és most jön a "módszerek módszere", amelyre sokan esküsznek, és amely valóban nagyon jó, ha valaki megtalálja a megfelelő technikát hozzá. Lehet, hogy bennem van a hiba (biztos!), de nekem ezzel is meggyűlt a bajom. A Positiv-20 lakkos és előhívásos módszerről van szó. Positiv-20 fényérzékeny lakkal befújjuk az egész NYÁK-lapot, és miután megszáradt, az átlátszó fóliára nyomtatóval kinyomtatott mintát ráhelyezzük a lapra és meghatározott ideig megvilágítjuk. A fényérzékeny lakk szerkezete megváltozik, és előhívó folyadékba helyezve a megvilágított részek leoldódnak, miután a lap mehet a maratásra. Igazából egyetlenegy NYÁK-ot nem sikerült ezzel a módszerrel készítenem, hozzáteszem, sokaktól hallottam, hogy nekik viszont jól működik a dolog, tehát valószínűleg nem a módszerben van a hiba. Az eljárásban azonban annyi az ismeretlen változó (a lakk öregsége, a lakkréteg vastagsága, a megvilágítás erőssége és időtartama, az előhívó folyadék töménysége, az előhívás időtartama), hogy ezeket én képtelen voltam állandó értéken tartani. Lakkozás, nyomtatás fóliára, előhívás, maratás - ez sem tartozik az egyszerű eljárások közé.

A fentiekből kiindulva mindig azon törtem a fejem, hogyan lehetne egy olyan eljárást találni, hogy csak le kelljen venni egy NYÁK-ot a polcról és mehessenek rá az alkatrészek. Gondolom minden olvasónak azonnal eszébe jutnak a kereskedelemben  készen kapható próbapanelek, Veroboard-ok (4. ábra). Nekem is eszembe jutott. De azt mindenki tudja, hogy minden, ami univerzális, igazából semmire sem jó, illetve mindenre csak egy kicsit.

Ezt a helyzetet próbáltam némileg javítani azzal, hogy egy új mintázatot készítettem a próbapanel számára (5. ábra). Ez abban különbözik a kereskedelemben kapható panelektől, hogy a forr-szigetek négylyukúak, két raszter (5,08 mm) távolságra vannak egymástól, a köztes területeket pedig test-fólia tölti ki. Könnyen beláthatjuk, hogy ez a megoldás annyiban jobb az eddigieknél, hogy a testen lévő alkatrész-lábak azok helyén közvetlenül leforraszthatók a testre (hiszen a test mindenütt jelen van). A megoldás sokrétűségét és variálhatóságát növelhetik a következők:

• kétoldalas panelre készítjük a mintázatot. és a másik oldalon meghagyjuk a tele-fóliát, így azt is testként használhatjuk;
• mindkét oldalon kialakítjuk a mintázatot, így SMD módszerrel - akár hagyományos alkatrészek felhasználásával is - a panel kifúrása nélkül a két oldalon igen sok alkatrészt el tudunk helyezni;
• úgy egy-, mint kétoldalas panel esetén használhatunk beültetési és forrasztási oldalt is. Beültetési oldal használata esetén a panelt csak ott kell kifúrni, ahol szükség van rá, kétoldalt fóliázott panel használatakor ne felejtsük el a tele-fóliás oldalon a furatokat kisüllyeszteni a rövidzárlat elkerülése végett;
• a panelek hosszú oldalán lévő merőleges forr-szigetekre tüskesort lehet forrasztani dugaszolós technikához.

Felmerülhet a kérdés: mivel a forr-szigetek két raszter távolságra vannak egymástól, köztük pedig testfólia van, hogyan lehet beforrasztani az egy-raszteres lábtávolságú alkatrészeket (IC-k)? Nos, itt némi kompromisszumra van szükség. Én minden esetben foglalatot használok az IC-k esetében, amit úgy forrasztok be a forrasztási oldalra, hogy minden második láb a levegőben marad, és a hozzájuk menő alkatrészeket közvetlenül a lábra forrasztom. Igaz nem régen használom ezt az eljárást, de eddig még ez nem okozott semmiféle gondot (6. ábra).

A panelt három méretben készítettem el: a sorok és oszlopok száma szerint 6x5-ös (65x40 mm), 8x6-os (75x50 mm) és 10x8-as (100x60 mm)(7. ábra). Ezek a méretek elég nagy szabadságot adnak a különféle bonyolultságú áramkörök elkészítésében. A panelek természetesen más méretekben is elkészíthetők.

Még néhány kérdés felmerülhet, amelyekre - úgy érzem - válaszolnom kell. Miért kellett ez az egész felhajtás, ha a paneleket végül mégis el kell készíteni, és a legvalószínűbb módszer a fotóeljárás?  Ha úgyis kell fényképezni, előhívni és maratni, miért nem lehet az adott áramkör konkrét NYÁK-ját elkészíteni? Miért az én próbapanelem, miért nem a kereskedelmiek? Ez mind igaz. Mentségemre a következőket hozom fel:

• Mi amatőrök azt mondjuk, hogy az amatőr kétszer dolgozik, először szépen, majd jól. Szerintem a legritkább esetben fordul elő, hogy a kész és beültetett áramkör bekapcsolás után úgy működik, ahogyan azt a tervezője elképzelte. Nem mindegy, hogy egy kész NYÁK-ot hányszor forraszt át az ember. A szóban forgó próbapanelen masszív fóliarészek vannak, amelyeket valószínűleg többször át lehet forrasztani, mint a szabványos méretű, az alkatrészláb vastagságánál alig vastagabb forrpontot;
• A változtatás, átalakítás lehetősége "menet közben" jelentősen nagyobb, mint egy kész konkrét NYÁK esetében.
• Ha az ember elkészít egyszerre több panelt, csak valóban le kell vennie a polcról a megfelelő méretűt és széleskörűen felhasználhatja. Csak egyszer kell pepecselni, előhívni, maratni, stb.;
• A kereskedelmi panelek számomra gyengébbnek tűntek (nem bírtak annyi átforrasztást), mint a bemutatott próbapanel;
• A testfólia hiánya a kereskedelmi panelek esetében jelentősen bonyolultabbá teszi a tervezést és beültetést;
• A panel kereskedelmi mennyiségben történő gyártásának esetleges megszervezésével valóra válhatna a bevezetőben említett lehetőség, miszerint a panelek gyártásával nem kellene foglalkozni, csak azok használatával. 

Az Abacom cég LochMaster nevű programjának felfedezése után különösen hasznossá vált számomra ez a módszer, hiszen ezzel a programmal  bármilyen - a kereskedelemben készen kapható és a program által tartalmazott, illetve saját tervezésű - próbapanelekre is lehet tervezni. A LochMaster programot egy további cikkben tervezem bemutatni.

Végül néhány áramkör a bemutatott panelre ültetve (8. ábra és 9. ábra). Az áramkörök egy spektrum analizátor - sweep generátor részei, amelyet szintén egy további cikkben fogok ismertetni. Remélem sikerült egy új és aránylag egyszerű alternatívát bemutatni az egyébként igen széleskörű NYÁK-alkalmazási módszerek között.

Vissza a Cikkek lapra